基于医工融合的生物医学超声技术课程建设及实践研究

刘红+吕丹+程海凭

摘 要 生物医学超声技术是生物医学工程专业的一门专业核心课程，其综合了超声物理学、电子学、计算机学、临床医学等多门学科。传统的工学授课方式很少结合临床诊断，仅从原理和电路开展教学。通过教材、实训条件、教学方式、师资培养等几个方面的建设，进行医工融合课程建设的探索，使教学更具针对性和实用性。

关键词 医工融合；生物医学超声技术；问题为导向；课程建设

中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）16-0095-03

Abstract The course of biomedical ultrasound technology is a profe-ssional core course for the major of biomedical engineering， it is a multi-discipline combination which covers ultrasound physics， elec-tronics， computer science and clinical medicine. Traditional engi-neering teaching method concentrated on the physical principle and circuit analysis， but rarely involved any clinical diagnosis. This paper focused on the practice of curriculum construction based on combi-nation of medical-engineering， involving teaching materials， trai-ning condition， teaching methods， and teacher training. These mea-sures ended with more pertinence and practicability in teaching.

Key words combination of medical-engineering； biomedical ultra-sound technology； problem oriented； curriculum construction

1 前言

醫用超声设备作为典型的影像类设备，因其价格低、无辐射、应用广等特点，是现代医学不可替代的医用产品，也是城乡医院普及率最高的医疗电子产品。生物医学超声技术课程结合现代超声物理学、电子学、计算机学、临床医学等多门学科，是生物医学工程专业、医学影像专业学生必修的专业核心课程。

传统学院的超声设备课程，以超声物理为基础，从电路的角度对超声发射、接收、处理、显示等几个方面开展教学，这种基于知识点的教学方式很难激起学生的学习热情。同时，由于授课教师缺乏临床经验或思想上不重视结合应用，学生对超声设备的临床应用知之甚少。而医学院校的超声课程，通常以疾病的命名、临床表现、声像图表现、诊断与鉴别等顺序展开，对设备的结构、参数设置的原理、图像调节之间的关系几乎没有专业认知。这是大学课程医工脱节的一个普遍现象。

探索新型教学方式，开展教育资源建设，融合医学需求和工学特色，是现代医学院校教育的一个迫切需求。本文将从市场分析、课程设计及实验项目等方面，探索医工融合课程的建设方案。

2 开展医工融合的超声课程建设，符合市场及专业的需求

生物医学超声技术课程建设符合市场人才需求 随着生活水平的提高，人们对健康的重视程度不断加大，加快了医院及相关单位对B超设备的需求量。据智研咨询发布的《2016—2022年中国医用超声设备行业分析及市场深度调查报告》，2014年，全球医用超声诊断设备市场规模已达62亿美元，预计2019年，规模将达74亿美元。市场的迅猛发展，带动了对具有超声专业知识的人才需求。生物医学超声技术课程的开设将为生物医学工程专业学生的发展打好基础。

生物医学超声技术课程建设符合临床医学需求 超声诊断设备是利用超高频声波（20 KHz以上）对人体进行无损伤检查的一种医用成像诊断仪，其利用超声波反射强度与图像灰度之间的转换，可清晰地显示人体组织、器官、胎儿的图像。在国内老龄化加深、疾病发病率提升等趋势下，超声诊断的刚性需求增大。同时，随着超声医学和计算机技术的不断进步，超声检查在临床各个领域得到应用。超声医学已从传统的二维及彩色多普勒技术，发展到目前三维、四维成像技术，谐波成像技术，弹性成像技术及实时造影技术，超声技术得到多方面的发展。

临床上对超声医生的专业水平要求日益提高，仅以医学知识为背景的超声认知已不能完全满足诊断的需求，了解医学设备基础也是医生的一项必备技能。

生物医学超声技术课程建设符合专业知识结构需求 从培养方案看，生物医学超声技术课程是集医学成像技术与医学电子仪器构成原理两大专业知识背景，以人体解剖学、电路原理、模拟电子技术、数字电子技术等课程为基础，并行于医学仪器应用与设计、生物医学传感器等课程的专业课程，如图1所示。可见，生物医学超声技术课程在生物医学工程专业培养体系中具有重要地位。

本课程的建设将从超声设备的特殊性出发，利用真实超声设备进行设备原理及电路分析，通过PBL教学方式，使学生掌握超声临床技能。

3 总结经验，探索课程改革方式

上海健康医学院超声课程教学组从教学资源、教学方法、师资队伍三个方面入手，有步骤、有重点、有针对性地进行医工融合生物医学超声技术课程改革探索。

教学资源建设 目前，国内针对超声成像技术的教材并不多，已有教材所著技术相对落后或偏重于理论。为了突出学校培养学生专业能力、综合思维能力和应用能力的要求，课程组结合市场先进技术及发展趋势，邀请企业一线的技术骨干和医院的超声科主任共同参与教学资源的建设，包括教材、实训设备、实训讲义等。以典型的超声成像设备为主线，融合声学基础知识、电子技能、临床应用及市场发展等方面，使之成为具有医学院生物医学工程专业特色的教学资源库。endprint

图2是学校与国内知名超声企业合作开发的实训平台。该平台以市场上的典型数字B超的内部电路板为载体，能完全实现B超的各项诊断功能。同时与实训教材配套，设置相关的信号采集点，学生可以通过软件设置参数，采集信号，并分析信号的变换与图像变换间的关系。与传统的实验相比，更具有实用性和先进性，使学生的技能符合市场的需求。

教学方式改革 问题为导向的教学模式在超声课程教学中应用，以临床的声像图为起点，分析对设备显像的要求。以图像的显像需求为出发点，设置设备参数，延伸到设备的指标及电路结构，最后反馈到声像图，解决临床需求。课程内容丰富，教学目的明确，将有效地调动教与学的积极性。

以超声换能器原理知识点的教学为例，教学的开展从患者的临床表现及需求开始，依次按照医生的工作习惯，如探头的选择、病人体位、仪器参数的设置、图像的显示流程，贯穿探头的分类、探头结构、频率与图像、超声场分析、图像分辨率等知识点，如图3所示。

由于课时限制，在超声课程的临床技能方面，教学过程中采用PBL教学模式。课堂上通过创设真实的问题情境，以学生小组为单位学习，要求学生课下自己去学习、寻找学习方法，提出实验方案。结合本科教学激励计划，开放夜间实验室，配备专业教师指导。学生通过课下的练习，掌握超声的操作技能，培养学生的临床认知。

教师队伍的建设 课程将采取请企业和临床专家进校培训或派教师到企业和医院学习的方式，使教师对设备的技术和临床应用有较为深刻的认识。通过到企业、医院进行业务进修或聘请专家来校指导等，让教师跟踪超声技术发展动态，学习超声应用的趋势，积累临床应用经历，提高实践技能和技术开发应用水平。

4 结语

开展医工融合的“生物医学超声技术”课程改革，是医学院校生物医学工程专业课程建设的探索。利用学校的优质教育教学资源，突破原有专业壁垒，使学生在临床应用和工程技术两个方面都融会贯通，加强学生的专业实践技能，从而真正达到应用型本科教学的目的。

参考文献

[1]杨娜，刘国浩，周方平，等.超聲诊断学在临床医学专业本科学生中的教学研究[J].教育教学论坛，2014（49）：179-180.

[2]翁灿烁，金浩宇，秦文刚，等.基于“理实一体化”的高职《医用超声诊断仪器》课程改革探索[J].中国医学教育技术，2011，25（3）：339-342.

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[4]施俊，张麒.“医学超声技术”课程建设探讨[J].电气电子教学学报，2015，37（3）：21-23.endprint